Volume 6 - Capítulo 530

Capítulo 530: Não Ruine o Seu, Ruine o dos Outros

Hou Jinli não fazia ideia de quantas vezes havia falhado.

No início, ele apenas preparava o material SG-1 em laboratório e estava interessado no desperdício esperado gerado no experimento.

Comparado a materiais de grafite comuns, aquele resíduo parecia bastante especial em suas mãos.

Essas foram as conclusões que ele tirou dos experimentos. Ele descobriu que a razão pela qual esse subproduto parecia tão especial era que ele tinha uma camada de barreira de aerogel porosa em sua superfície.

Honestamente, esse resultado o decepcionou. Afinal, aerogeis de malha porosa feitos de grafeno não eram um método de pesquisa particularmente novo. Poderia até se argumentar que métodos semelhantes eram usados em materiais de eletrodo.

No entanto, este foi o primeiro projeto de pesquisa que ele solicitou independentemente em sua vida. Este também foi o primeiro projeto de pesquisa em que ele trabalhou depois de chegar a este instituto de pesquisa, então ele não queria desistir tão facilmente.

Portanto, depois que ele descobriu que o próprio aerogel poroso não tinha características especiais, ele continuou a realizar pesquisas aprofundadas sobre seu uso como meio de dispersão e analisando sua fase dispersa.

Todo esse processo foi desesperador.

Chegou a fazê-lo duvidar de toda a sua vida.

Felizmente, ele não desistiu.

Ele usou o aerogel de malha porosa preparado a partir de grafeno como agente de endurecimento. Ele o combinou com cerâmica de carboneto de silício, e um milagre aconteceu!

O aerogel de malha porosa não era um agente de endurecimento particularmente superior em comparação com outros materiais, pelo menos quando comparado a materiais de endurecimento semelhantes.

No entanto, suas propriedades térmicas o deixaram tão animado que ele não pôde deixar de gritar no laboratório.

Hou Jinli imediatamente terminou de escrever o relatório experimental e o entregou ao escritório do instituto.

No dia seguinte à apresentação deste relatório experimental, ele chegou à mesa de Lu Zhou…

…

Embora muitas invenções interessantes tenham sido criadas por acidente, este acidente em particular foi mais inesperado do que o normal.

Lu Zhou olhou para o relatório experimental. Ele estava intrigado.

“Interessante.”

O relatório foi dividido em duas partes.

A primeira parte tratava da preparação do aerogel de malha porosa.

[Usando óxido de grafeno como material base, prepare 1-2 mg/ml de solução de óxido de grafeno, depois adicione o agente redutor, mexa por 5-10 minutos. Depois disso, aqueça a 90-160 graus Celsius por 30-45 minutos, retire e coloque imediatamente no freezer por quatro horas. Depois disso, retire, continue a reduzir e descongele em alta temperatura por 5 horas. Finalmente, lave várias vezes e seque… Este foi o método para criar o aerogel de malha porosa.]

A segunda parte do relatório era a parte crucial de todo o experimento.

No experimento, Hou Jinli e sua equipe de pesquisa usaram deposição em camada atômica para ligar quimicamente o aerogel de malha porosa, que foi preparado a partir de grafeno, a uma camada de cerâmica de carboneto de silício. Assim, permitindo que eles obtivessem um compósito cerâmico de grafeno especial.

Olhando para sua microestrutura, este material parecia que a camada de grafeno em forma de favo de mel estava conectada a uma camada cerâmica no meio. Essas moléculas de grafeno em forma de favo de mel estavam fortemente ligadas às moléculas de carboneto de silício.

De acordo com os resultados experimentais do teste de alta temperatura, em um ambiente sem oxigênio, esse compósito cerâmico de grafeno especial foi capaz de suportar uma temperatura de 3.200 graus!

Não só possuía excelentes propriedades resistentes ao calor, mas o material também tinha um pequeno coeficiente de expansão. Ele também possuía notáveis propriedades de anisotropia e condutividade térmica.

O que significava que a energia térmica poderia ser facilmente transmitida através de sua seção transversal, e não era facilmente transmitida através de sua direção vertical.

Além disso, também possuía alta resistência à tração e à compressão, sem mencionar a resistência ao estresse térmico.

Olhando para esses dados, esse material poderia ser considerado excelente.

Yang Xu olhou para o rosto intrigado de Lu Zhou e perguntou: “Este é o material de que você precisa?”

“Difícil dizer.” Lu Zhou colocou o relatório experimental e recostou-se em sua cadeira de escritório antes de dizer: “Mas este relatório me deu uma nova ideia.”

Yang Xu: “Ideia?”

“Isso mesmo.” Lu Zhou assentiu e ponderou um pouco. Ele disse: “No início, pensei que os materiais cerâmicos não eram adequados para a primeira parede, devido às suas más propriedades de dissipação de calor. Mas, olhando por outro ângulo, quanto menor o desempenho de transferência de calor perpendicular, melhor.”

Yang Xu: “O que te faz pensar isso?”

“Por causa do sistema de recuperação de nêutrons de lítio líquido.” Lu Zhou sorriu e disse: “Devido à condutividade térmica dos compósitos de fibra de carbono, temos que considerar adicionar outra camada de isolamento térmico entre o compósito de fibra de carbono e o lítio líquido. Caso contrário, as temperaturas de 3000 graus vaporizariam a camada de lítio líquido que usamos para recuperação de nêutrons.”

A diferença de temperatura entre a primeira parede e a camada de lítio líquido foi uma das principais dificuldades no reator.

A condutividade térmica não poderia ser muito fraca, nem muito forte. Vendo por este ponto de vista, a fibra de carbono ficou bastante atrás.

Em contraste, a anisotropia e o desempenho térmico deste novo material eram bastante promissores. Enfraquecer a transferência de energia térmica da seção transversal vertical poderia fornecer um tempo de buffer suficiente para que a unidade de resfriamento externa entrasse em ação.

Quanto à dissipação de calor do material estrutural, isso poderia ser resolvido por “inserir um tubo de transferência de calor na estrutura e descarregar o calor transferido da direção da seção transversal”.

Embora Yang Xu não entendesse muito sobre o projeto de fusão, a explicação de Lu Zhou foi simples o suficiente para Yang Xu entender.

No entanto, mesmo que o problema térmico fosse resolvido, havia também outra questão importante…

“E quanto à radiação de nêutrons? Essa é a parte mais importante, certo?”

Lu Zhou o ouviu e suspirou. “Você está certo, essa é a parte importante. Embora este material seja adequado em todos os outros aspectos, sua propriedade de resistência à radiação de nêutrons… Temos que testá-la antes de sabermos.”

Tanto o carboneto de silício quanto o material de grafeno tinham núcleos estáveis. A ligação covalente carbono-silício era muito mais estável do que a ligação metálica. Além disso, a permeabilidade de nêutrons através desses dois materiais contra o feixe de nêutrons também era uma vantagem.

Pelo menos, era assim… teoricamente.

Na realidade, não apenas o dano causado pela radiação de nêutrons ao material causaria mudanças nos núcleos dos átomos, mas também destruiria as ligações químicas internas, além de causar danos físicos básicos ao material.

Todos esses fatores não podiam ser calculados apenas com a teoria, eles tinham que tirar conclusões de experimentos.

O único problema era que…

Eles não conseguiam testar essa coisa.

Yang Xu tinha um sorriso doloroso no rosto enquanto dizia eufemisticamente: “Este experimento não é fácil de fazer.”

Testes de desempenho anti-radiação de nêutrons eram um dos testes de materiais mais difíceis no campo da ciência dos materiais.

Experimentos normais anti-radiação eram relativamente fáceis de fazer, os núcleos podiam ser irradiados atingindo-os com partículas alfa.

A razão pela qual pesquisar o material da primeira parede para um reator de fusão controlável era difícil era porque não havia nenhum equipamento no mundo que pudesse lidar com o teste de radiação.

Havia nêutrons de 14 MeV constantemente atingindo a amostra, que tipo de equipamento experimental poderia lidar com isso?

Partículas alfa normais estavam longe de ter tanta energia.

Até mesmo o gerador de energia de fissão nuclear em Daya Bay tinha um grau anti-radiação duas magnitudes abaixo do do reator de fusão!

Quanto ao acelerador…

Isso seria absurdo. Ninguém jamais ouvira falar em acelerar nêutrons diretamente. Se alguém pudesse fazer isso, seria o rei do mundo da física teórica.

Quanto à aceleração indireta usando o método do núcleo de deutério, era de fato possível. No entanto, seria melhor apenas obter a energia disparando partículas alfa na folha de metal. A única vantagem do primeiro era que o feixe de nêutrons tinha um caminho mais estável.

Lu Zhou pensou em tudo isso e sentiu que estava preso. Seus dedos bateram levemente em sua mesa, e ele começou a se perguntar.

Devo fazer a máquina STAR “sofrer” novamente?

Em teoria, é possível.

Mas isso limita a taxa de experimentos a uma vez por mês, o preço a pagar é muito alto?

Afinal, só existe um stellarator na China.

A Corporação Nacional Nuclear da China está estudando como construir um próprio. Se nosso próprio equipamento for arruinado, então acabou.

No entanto, uma lâmpada acendeu-se na mente de Lu Zhou, e ele bateu na testa.

Que droga!

Eu só pensei em arruinar meu stellarator, esqueci do tokamak!

Embora seu tempo de confinamento não seja longo, pelo menos funciona!

Só existe um stellarator na China, mas existem muitos tokamaks…